เทคโนโลยี MPPT เผยศักยภาพใหม่ของแผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial
ความต้องการแผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial ทั่วโลก ซึ่งเป็นแผงที่ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้จากทั้งสองด้าน กำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยคาดการณ์ว่าจะมีสัดส่วนการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลกถึง 35% ภายในปี พ.ศ. 2573 ปัจจัยสำคัญที่ทำให้แผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial ได้รับความนิยมมากขึ้น เนื่องจากไม่เพียงแต่ผลิตพลังงานได้มากกว่าเท่านั้น แต่ยังมีต้นทุนที่คุ้มค่ามากขึ้นด้วย
เป้าหมายของระบบพลังงานแสงอาทิตย์คือการมีต้นทุนพลังงานเฉลี่ย (Levelized Cost of Energy หรือ LCOE คือ ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์หารด้วย ปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ตลอดอายุการใช้งานของโครงการ) ต่ำที่สุด ดังนั้นการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบ Bifacial ในตำแหน่งที่เหมาะสมจะช่วยลด LCOE ลง 10-15% ยิ่ง LCOE ต่ำ ยิ่งหมายถึงการผลิตไฟฟ้าได้คุ้มทุนมากขึ้น ส่งผลให้ผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) สูงขึ้น
แผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial คืออะไร และทำงานอย่างไร?
แผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial คือแผงที่สามารถผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้จากทั้งด้านหน้าและด้านหลังของแผง ต่างจากแผงแบบดั้งเดิมที่เรียกว่า "Monofacial" ซึ่งผลิตไฟฟ้าได้จากด้านเดียวเท่านั้น แผงโซลาร์เซลล์แบบ Monofacial ด้านหน้าจะประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ (ทำจากเซมิคอนดักเตอร์) ส่วนด้านหลังจะถูกป้องกันด้วยแผ่นหลัง สำหรับแผงแบบ Bifacial จะมีการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งด้านหน้าและด้านหลัง ทำให้สามารถผลิตพลังงานจากด้านหลังได้ด้วย ส่งผลให้ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้เพิ่มขึ้นประมาณ 6-10% หรืออาจจะมากกว่านั้นในบางกรณี1
ระบบโซลาร์เซลล์แบบไหนที่เหมาะสมกับแผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial มากที่สุด?
แผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial อาจไม่เหมาะกับการติดตั้งทุกประเภท แต่จะเหมาะสมที่สุดสำหรับระบบที่ติดตั้งแบบเอียง และพื้นที่ที่มีค่าอัตราส่วนรังสีสะท้อน (ค่า Albedo) ของพื้นผิวสูง ตัวอย่างเช่น บริเวณที่มีคอนกรีตสีขาว, หิมะและน้ำแข็ง, ทะเลทราย, หรือแหล่งน้ำ แผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial จะสามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าเดิมเมื่อติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม
ทำไมอินเวอร์เตอร์ SolarEdge ถึงเหมาะกับแผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial ที่สุด
แม้ว่าการใช้แผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial จะช่วยผลิตพลังงานได้มากกว่า แต่ก็มีความซับซ้อนมากขึ้นด้วยเช่นกัน การติดตั้งโซลูชันพลังงานแสงอาทิตย์อัจฉริยะจาก SolarEdge ในระบบ Bifacial ช่วยแก้ไขปัญหาความซับซ้อนเหล่านี้ได้หลายประการ และยังช่วยลด LCOE (Levelized Cost of Energy) ของระบบ
แม้จะมีข้อดี แต่แผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial ก็ประสบปัญหาการสููญเสียพลังงานจากประสิทธิภาพของแผงที่ไม่เท่ากัน (Module Mismatch) เช่นเดียวกับแผงแบบ Monofacial ซึ่งส่งผลให้สูญเสียพลังงานและลดประสิทธิภาพการทำงานของระบบโดยรวม ปัญหานี้พบได้ทั่วไปในแผงโซลาร์เซลล์ทุประเภท แต่แผงแบบ Bifacial มีโอกาสเกิดปัญหานี้มากกว่า เนื่องจากแสงอาทิตย์ที่กระทบด้านหลังของแผงนั้นไม่สม่ำเสมอเท่ากับด้านหน้า สาเหตุหลัก ๆ มีดังนี้:
- พื้นผิวใต้แผงไม่สม่ำเสมอ (อาจเกิดจากหิมะหรือกระจกที่ไม่เรียบ, พื้นดินหรือสภาพวัสดุที่ต่างกัน ฯลฯ)
- มุมของแสงอาทิตย์ไม่เท่ากันหรือมีแรเงาจากแผงหรือโครงยึดอื่น ๆ
- ความเข้มของแสง (Irradiance) ที่แตกต่างกันระหว่างแถว โดยแถวขอบด้านนอกมักได้รับแสงน้อยกว่าแถวกลาง ซึ่งมักเรียกว่า "Edge Effects"
- การเสื่อมสภาพของแผงโซลาร์เซลล์, การเกิดคลื่นในระบบโซลาร์เซลล์แบบลอยน้ำ, การเติบโตของใบไม้ในระบบติดตั้งบนพื้นดิน, และปัจจัยอื่น ๆ
การติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ SolarEdge ร่วมกับแผงแบบ bifacial ช่วยให้ได้ผลผลิตพลังงานสูงสุด และคืนทุน (ROI) ได้เร็วขึ้น ระบบของ SolarEdge ใช้เทคโนโลยีติดตามจุดพลังงานสูงสุด (Maximum Power Point Tracking หรือ MPPT) ซึ่งประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์อัจฉริยะที่เชื่อมต่อกับ Power Optimizer ในอัตราส่วน 2:1 กับแผงโซลาร์เซลล์สำหรับการติดตั้งเชิงพาณิชย์ ในระบบโซลาร์เซลล์แบบเดิม แม้จะมีเพียงแผงเดียวที่ผลิตพลังงานน้อยลงเนื่องจากการสููญเสียพลังงานจากประสิทธิภาพของแผงที่ไม่เท่ากัน แต่ก็ส่งผลทำให้การผลิตไฟฟ้าของทั้งสายลดลงตามไปด้วย ด้วยเทคโนโลยี DC-optimized ของ SolarEdge ทำให้สามารถลดการสูญเสียพลังงานจากประสิทธิภาพของแผงที่ไม่เท่ากัน ส่งผลให้ได้พลังงานสูงสุดจากแผงโซลาร์เซลล์แต่ละแผง
เนื่องจากแต่ละแผงโซลาร์เซลล์ทำงานแยกอิสระ ส่งผลให้ระบบมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการออกแบบ เช่น ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์เพิ่มเติมในมุมที่ต่างกัน หรือบริเวณที่มีแดดส่องไม่เท่ากัน ซึ่งมักพบได้ทั่วไปกับแผงแบบ Bifacial การใช้ระบบอินเวอร์เตอร์และ Power Optimizer จาก SolarEdge ช่วยขจัดปัญหาดังกล่าว ทำให้ไม่สูญเสียพลังงาน
แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial จะต้องติดตั้งบนโครงยึดที่สูงขึ้นเพื่อให้ด้านหลังได้รับแสงสะท้อน แต่ด้วยความยืดหยุ่นในการออกแบบของ SolarEdge แผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับ Power Optimizer จาก SolarEdge สามารถติดตั้งได้ทุกมุม ไม่ว่าจะเป็นเอียงหรือรูปแบบ โดยยังคงผลิตพลังงานได้มากกว่าเดิม พลังงานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นตลอดอายุการใช้งานของระบบ ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ (LCOE) ต่ำลง และเห็นผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ที่เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน
จากการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial ในหลายพื้นที่ มอนิตอริ่งแพลตฟอร์มของ SolarEdge แสดงให้เห็นว่าโซลูชั่นพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ของ SolarEdge ผลิตพลังงานได้มากกว่าที่คาดการณ์ไว้เบื้องต้นจากโมเดล PVsyst ประมาณ 4-7% ตามที่แสดงในกราฟด้านล่าง
ขับเคลื่อนระบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในชนบทอลาสก้า
เมือง Kotzebue รัฐอลาสก้า ปกคลุมด้วยหิมะกว่า 60% ของปี ดังนั้น เมื่อถึงเวลาเลือกแผงโซลาร์เซลล์สำหรับระบบ PV แบบติดตั้งภาคพื้นดินขนาด 576 กิโลวัตต์ โมดูลแบบ Bifacial ที่ใช้ร่วมกับอินเวอร์เตอร์ 3 เฟสของ SolarEdge พร้อมเทคโนโลยี Synergy และ Power Optimizer จึงเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยม โซลูชั่นพลังงานแสงอาทิตย์อัจฉริยะของ SolarEdge เหมาะสำหรับโครงการนี้ด้วยเหตุผลหลายประการ ประการแรก ระบบ DC-optimized สำหรับเชิงพาณิชย์ของ SolarEdge ช่วยลดการสููญเสียพลังงานจากประสิทธิภาพของแผงที่ไม่เท่ากันได้เกือบ 3% ในปีแรกเมื่อเทียบกับอินเวอร์เตอร์แบบสตริงทั่วไป นอกจากนี้ คาดว่าจะมีพลังงานเพิ่มขึ้นกว่า 6% ภายในปี 2563 เนื่องจากการเสื่อมสภาพของแผงโซลาร์เซลล์ตามแบบจำลอง PVsyst การจับคู่อินเวอร์เตอร์และ Power Optimizer ของ SolarEdge กับแผงแบบ Bifacial คาดว่าจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อีกอย่างน้อย 5% อีกจุดเด่นคือ สมาคมพลังงานไฟฟ้า Kotzebue Electric Association สามารถแก้ไขปัญหาเบื้องต้นได้จากระยะไกลผ่านแพลตฟอร์มมอนิตอริ่งของ SolarEdge ช่วยลดความจำเป็นในการเข้าไซต์งานเพื่อบำรุงรักษา และลดต้นทุนการดูแลรักษาและการปฏิบัติงาน (O&M)
Matt Bergan
/ วิศวกร, Kotzebue Electric Association, อลาสกา
เส้นทางสู่อนาคตของแผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial
พลังงานแสงอาทิตย์มีศักยภาพที่จะกลายเป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าถึงหนึ่งในสี่ของความต้องการทั่วโลกภายในปี พ.ศ.2593 แต่เป้าหมายนี้จะสำเร็จได้ก็ต่อเมื่อเราสามารถขยายปริมาณการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ให้เพิ่มขึ้นถึง 18 เท่าจากปัจจุบัน นี่จึงเป็นเหตุผลที่แผงแบบ Bifacial มีความสำคัญอย่างยิ่ง ผู้ผลิตและนักวิเคราะห์ในอุตสาหกรรมบางรายคาดการณ์ว่าเทคโนโลยีนี้จะเข้ามาแทนที่แผงแบบ Monofacial กลายเป็นเทคโนโลยีหลัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบโซลาร์เซลล์แบบติดตั้งภาคพื้นดิน หัวใจสำคัญของการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้อย่างแพร่หลายทั่วโลก ขึ้นอยู่กับความสามารถในการแก้ไขปัญหาการสููญเสียพลังงานจากประสิทธิภาพของแผงที่ไม่เท่ากัน ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับแผงแบบ Bifacial เพื่อดึงศักยภาพในการผลิตพลังงานสูงสุด การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แบบ Bifacial ร่วมกับโซลูชั่น DC-optimized สำหรับเชิงพาณิชย์ของ SolarEdge ช่วยเพิ่มผลผลิตไฟฟ้า ส่งผลให้ได้ผลตอบแทนจากการลงทุนที่สูงขึ้นโดยรวม และลดต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ (Levelized Cost of Energy) ลง
